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Introdução
Este modelo 3D ilustra um motor diesel de combustão interna de quatro tempos. O motor é projetado para caminhões, vans e caminhonetes, entre outros, e não para veículos de passageiros pequenos. Todos os componentes principais associados a um típico motor de combustão de quatro tempos deste porte são apresentados no modelo. A seguir, um resumo de cada parte do motor, seguido por uma descrição detalhada.
Partes do Motor Explicadas
Um motor de combustão de quatro tempos é composto pelas seguintes partes principais:
- Braço Oscilante – aciona a ponte de válvula ou haste de válvula.
- Folga do Tucho – espaço entre a ponta da válvula e o braço oscilante.
- Mola da Válvula – retorna as válvulas à posição fechada quando o braço oscilante não está aplicando força.
- Injetor de Combustível - injeta combustível no cilindro.
- Tubo de Alimentação de Combustível – transfere combustível para o injetor.
- Válvula de Admissão – permite a entrada de ar na câmara de combustão.
- Válvula de Escape – permite a saída dos gases de escape da câmara de combustão.
- Bico do Injetor – atomiza e pulveriza o combustível na câmara de combustão.
- Volume de Câmara – o volume entre o ponto morto superior e o topo do cilindro.
- Volume Deslocado – o volume calculado com base no curso do pistão e na área do diâmetro do cilindro.
- Volume do Cilindro – o volume total dentro do cilindro.
- Diâmetro do Cilindro – o diâmetro interno do cilindro.
- Taxa de Compressão – relação entre os volumes da câmara de combustão. Motores a gasolina têm uma taxa de compressão baixa (6-9:1), enquanto motores diesel possuem taxas mais altas (14-20:1).
- Ponto Morto Superior (PMS) – o ponto mais alto que o pistão atinge em direção às válvulas de admissão e escape.
- Haste de Empurrar – transfere força do lóbulo do came para o braço oscilante.
- Cabeça do Pistão – a parte superior do pistão.
- Ranhuras do Anel do Pistão – onde os anéis do pistão são alojados.
- Anéis do Pistão - vedam o espaço entre o pistão e o cilindro.
- Ciclo – a distância que o pistão percorre do ponto morto inferior (PMI) ao ponto morto superior (PMS).
- Pistão – componente que se move dentro do cilindro.
- Saia do Pistão – a parte inferior do pistão (pode ser curta ou longa).
- Pino do Pistão / Pino de Fixação – conecta o pistão à biela.
- Parede do Cilindro – o limite da câmara de combustão (também conhecido como revestimento do cilindro).
- Revestimento do Cilindro – a superfície interna do cilindro.
- Eixo de Cames – controla o tempo do motor, como a injeção de combustível e a abertura das válvulas; acionado pelo virabrequim.
- Cam / Lóbulo do Came – aciona os tuchos para movimentar o(s) braço(s) oscilante(s).
- Seguidor de Came – é acionado pelo came e transfere o movimento para a haste de empurrar.
- Ponto Morto Inferior (PMI) – o ponto mais próximo que o pistão atinge do virabrequim.
- Sistema de Ventilação de Ar da Água de Resfriamento.
- Filtro de Combustível
- Tensionador de Correia
- Bomba de Água de Resfriamento
- Filtro de Respiro do Cárter
- Resfriador de Ar
- Turboalimentador
- Motor de Partida
- Cárter do Motor
- Tampa do Braço Oscilante
Componentes do Motor (Detalhados)
Válvula de Ventilação de Ar da Água de Resfriamento
A válvula de ventilação de ar é utilizada para liberar o ar para a atmosfera. É necessário ventilar o ar após reabastecer o sistema de água do jaquetão. O ar no sistema pode reduzir a eficiência da transferência de calor e causar cavitação na bomba de água do jaquetão.
O óleo lubrificante é continuamente filtrado para evitar que partículas metálicas danifiquem as partes do motor (revestimentos dos cilindros, anéis do pistão etc.).
O combustível é filtrado para evitar que partículas não combustíveis entrem na câmara de combustão; essas partículas podem corroer as partes do motor e obstruir os orifícios de pulverização do injetor de combustível (alterando o padrão de pulverização e reduzindo a eficiência do motor).
Tensionador de Correia
O tensionador de correia garante que a correia não fique frouxa à medida que se estica com o tempo; também facilita a substituição da correia (remova o tensionador e a correia será fácil de remover).
Bomba de Água de Resfriamento/Jaquetão
A bomba de água de resfriamento (ou 'água de jaquetão') circula a água de jaquetão através do motor e tem duas funções principais. Ela assegura que o calor seja dissipado uniformemente através do motor e a circulação da água de jaquetão permite a remoção do calor gerado pelo motor.
Correia Principal
A correia principal é usada para transferir energia através de uma correia. A transmissão principal permite que uma pequena quantidade da potência total do motor seja utilizada para acionar acessórios como a bomba de água do jaquetão e o alternador, entre outros.
Tensionador de Correia
O tensionador de correia garante que a correia não fique frouxa à medida que se estica com o tempo; também facilita a substituição da correia (remova o tensionador e a correia será fácil de remover).
Resfriador de Ar de Carga / Intercooler
O ar de carga (ar comprimido) é resfriado para aumentar sua densidade. O aumento na densidade significa que há mais oxigênio disponível para combustão por unidade de volume.
A densidade do ar não deve ser excessivamente alta, caso contrário, a umidade pode se formar.
Filtro de Respiro do Cárter
O vapor de ar/óleo é ventilado do cárter. O óleo do vapor é separado e drenado de volta para o cárter, enquanto o ar é expelido. A separação do óleo reduz as perdas de óleo e diminui os custos operacionais gerais.
Descarga de Ar Comprimido do Turboalimentador
O ar comprimido é frequentemente referido como 'ar de carga'.
Comprimir o ar permite que a densidade de oxigênio por unidade de volume seja aumentada. Mais oxigênio por ciclo de ignição está disponível para combustão e, assim, mais energia por ciclo de combustão pode ser liberada.
Entrada de Ar do Turboalimentador
O ar ambiente é sugado para o compressor do turboalimentador devido à diferença de pressão criada pelo compressor em movimento.
Compressor de Ar do Turboalimentador
O ar ambiente é comprimido pelo compressor de ar do turboalimentador para aumentar a densidade do ar utilizado na combustão.
Aumentar a densidade do ar proporciona um aumento na densidade de oxigênio, permitindo que mais energia seja liberada por ciclo de combustão.
Conjunto Rotativo do Cubo Central (CHRA)
O eixo e os rolamentos que conectam a turbina de gás de escape do turboalimentador e o compressor de ar do turboalimentador estão alojados dentro do conjunto rotativo do cubo central (CHRA).
Turbina de Gás de Escape do Turboalimentador
Os gases de escape da câmara de combustão acionam uma turbina de gás de escape. A turbina de gás de escape está conectada em um eixo comum ao compressor de ar.
Descarga de Escape
Após a turbina de gás de escape, o gás de escape é descarregado e expelido para a atmosfera.
Nota: Um tubo conectaria o escape do turboalimentador à atmosfera (não mostrado aqui). Um silenciador também pode ser usado para redução de ruído.
Eixo de Transmissão
O eixo de transmissão conecta o motor ao receptor de potência pretendido. Normalmente, uma caixa de câmbio ou embreagem será instalada como intermediária; isso permite maior controle de como a potência do motor é utilizada.
Um volante armazena energia rotacional e resiste a mudanças na velocidade de rotação. Essencialmente, um volante é um disco de metal pesado que suaviza os ciclos de combustão do motor. A quantidade de energia armazenada no volante é proporcional à raiz quadrada de sua velocidade de rotação.
Bloco do Motor / Bloco do Cilindro
O bloco do motor abriga os componentes internos do motor. Canais dentro do bloco são usados para distribuir a água de jaquetão para resfriamento.
Solenoide do Motor de Partida
Um solenoide engata o dente da engrenagem do motor de partida com o volante ao receber um sinal de partida. Uma mola desengata o dente da engrenagem novamente para que não seja danificado quando o motor estiver girando em rotações mais altas.
Motor de Partida
O motor de partida é um motor elétrico usado para girar o motor ao receber um sinal de partida. Não é possível iniciar o motor sem o motor de partida, pois o motor deve estar em movimento antes da injeção de combustível.
Tampa de Drenagem do Cárter do Motor
O óleo de lubrificação do motor pode ser drenado aqui. O óleo precisará ser trocado em algum momento, isso se torna evidente devido à mudança de cor (claro para marrom escuro). As trocas de óleo são reguladas por horas de serviço ou um intervalo de tempo especificado.
Cárter/Reservatório de Óleo de Lubrificação
O óleo de lubrificação é armazenado no cárter/reservatório de óleo.
Tubo de Sucção de Óleo de Lubrificação
O tubo de sucção conecta o cárter e a bomba de óleo de lubrificação (lado de sucção).
Coletor de Descarga de Escape
O gás de escape dos cilindros de combustão é descarregado no coletor de gás de escape. Às vezes, um coletor de escape comum é usado para todos os cilindros, mas nem sempre.
Tampa do Braço Oscilante
A tampa do braço oscilante envolve os braços oscilantes. É necessário envolvê-los, pois são lubrificados por salpico e operam em velocidades relativamente altas.
Recursos Adicionais
https://en.wikipedia.org/wiki/Four-stroke_engine
https://en.wikipedia.org/wiki/Internal_combustion_engine
https://www.uti.edu/blog/motorcycle/how-4-stroke-engines-work